CATEGORII DOCUMENTE |
Bulgara | Ceha slovaca | Croata | Engleza | Estona | Finlandeza | Franceza |
Germana | Italiana | Letona | Lituaniana | Maghiara | Olandeza | Poloneza |
Sarba | Slovena | Spaniola | Suedeza | Turca | Ucraineana |
DOCUMENTE SIMILARE |
|
TERMENI importanti pentru acest document |
|
Strukturované kabeláže - úvod
Cílem tohoto seriálu je seznámení čtenáře s problematikou strukturovaných kabeláží. Tj. k čemu se používají, z čeho se skládají, na jakých standardech jsou založené a jaké zásady je potřeba dodržet při jejich návrhu a budování. Protože se jedná o poměrně širokou problematiku, ponecháváme některé záležitosti zabíhající do detailů na jiné literatuře. V případě dostupnosti podrobnějších informací na Internetu jsou uvedeny odkazy na příslušnou stránku výrobce, který byl tak laskav a kromě nabídky svých výrobků dává zákazníkům i informace.
Pokud vám nebude některý z pojmů jasný, můžete použít našeho slovníčku.
Strukturovaná kabeláž tvoří základní prvek infrastruktury moderních lokálních počítačových sítí. Kabelový systém umožňuje přenos nejenom dat, ale je používána pro propojení telefonů, zejména pak v nových budovách nebo v případě rekonstrukce starých telefonních rozvodů. Prostřednictvím přizpůsobovacích prvků (BALUN) lze strukturovanou kabeláž používat i pro jiné komunikační systémy – např. pro přenos videosignálu.
Strukturované kabeláže jsou budovány na základě doporučení a norem. I když cílem tohoto článku je jednoduchý popis základních komponent a prvků, včetně principů návrhu strukturovaných kabeláží a jejich budování, letmo se dotkneme i základních standardů používaných pro budování strukturovaných kabeláží.
Na prvním obrázku vidíme doporučení
TIA/EIA-586-A. To dělí kabelový systém na dvě základní lokality –
rozvaděč (wiring closet)
a pracovní oblast (working area). Rozvaděč
a pracovní oblast jsou spojené horizontálním rozvodem. Vyskytuje-li se
v místě více rozvaděčů, jsou rozděleny na
centrální rozvaděč - MDF (main distribution facility) a podružné rozvaděče - IDF (intermediate distribution facility). Centrální rozvaděč MDF se v síti
vyskytuje pouze jeden a jde o nejvýznamnější komponentu kabeláže
neboť zde jsou většinou soustředěny centrální prvky jako
jsou směrovací přepínače, připojení k Internetu,
telefonní ústředna, Podružných rozvaděčů IDF může
být v kabelážním systému blíže nespecikované množství. Platí však pravidlo, že každé patro
by mělo mít vlastní rozvaděč, navíc minimálně jeden na
každých
Propojení MDF a IDF je realizováno prostřednictvím tzv. vertikálních (páteřních) rozvodů. Většinou bývají optické i když mohou být i metalické. Páteřní kabely jsou nejen v rámci budovy, ale i mezi budovami. V tom případě jsou pro datové komunikace používány výhradně kabely optické.
V MDF a IDF jsou umístěné propojovací systémy, často nazývané propojovací panely (patch panel), připevněné na zdi nebo v 19' rozvaděčových skříních (RACK). Zadní část propojovacích systémů slouží pro ukončení kabelů horizontálních rozvodů – na obrázku jsou označené modře. Přední část propojovacích systémů je osazena buď konektory RJ45 pro snadné propojení s aktivními prvky (označeny zeleně) nebo speciálními zářezovými konektory závislými na výrobci – používají se pro možnost rozebrání kabelu na jednotlivé páry (Alcatel IDC, Lucent typ 110, ). Dříve se vyskytovaly i přípojky realizované tzv. Telco kabely. Ty však byly vhodné pro pomalejší přenosové technologie a v moderních kabelových systémech již prakticky nemají místo.
Horizontální rozvody většinou bývají metalické i když mohou být i optické. Jak již bylo řečeno, jeden jejich konec je na propojovacím panelu, na druhý je ukončen v zásuvce. Zásuvky nabízejí prostřednictvím konektoru RJ45 možnost připojit prakticky libovolný koncový prvek (telefon, tiskárnu, počítač, ).
Pro připojování koncových prvků k zásuvce a propojování portů aktivních prvků s propojovacím panelem se používají propojovací kabely (patch cable nebo patch cord).
Jak propojovací panely, tak i zásuvky mají možnost popisu. Ten by měl být v rámci jednoho kabelu na obou koncích totožný. Systém popisování je většinou spojen s číslováním místností v rámci budovy a s pořadím zásuvky. Spojit číslování přípojných míst s číslem místnosti je nejvhodnější, neboť v mnoha případech dochází, ve snaze o úspory, k poddimenzování počtu přípojných míst a tím i k pozdějšímu dodělávání nových přípojných míst. Narušení posloupnosti čísel zásuvek je pak zbytečně matoucí.
Na obrázku je vidět osazená 19' skříň (RACK) s aktivními prvky, propojovacími panely a poměrně důležitou součástí skříní, na kterou se leckdy zapomíná. Jsou jí vodící lišty pro propojovací kabely, nejen horizontální (skryta za plechy se 4mi rychloupínači), ale i vertikální (dobře viditelné po okrajích panelů, držící oranžové propojovací kabely).
Součástí skříně může poměrně široká škála doplňků. Tím nejběžnějším je ventilační jednotka s termostatem řízenými ventilátory. Jedním z nejneobvyklejších je hlídací systém, vybavený sirénou, majákem a pagerem schopným ztropit poplach v případě, že neoprávněná osoba otevře skříň.
Kabely horizontálních i vertikálních rozvodů se umisťují do žlabů (plastových nebo kovových), trubek, podhledů, vodící můstky, … Žlabů existuje poměrně široká škála. V rozsahu od jednoduchých se zásuvkami montovanými na zdi poblíž nich až po ozdobné žlaby se zapuštěnými zásuvkami. Ozdobné žlaby jsou z plastu, plechu nebo z eloxovaného hliníku s výběrem barvy a mnoha doplňky parapetního systému. Ve složitějších (komorových) žlabech lze dokonce vést napájecí kabely s datovými rozvody v souběhu (zejména pak, jde-li o stíněné kabelové systémy). Výrobcem poměrně zajímavé škály žlabů od těch jednodušších až po parapetní systémy je např. Kopos Kolín (https://www.kopos.cz). Na jeho webové stránce máte možnost udělat si představu jaké jsou možnosti v plastových lištách a kanálech.
Příště se podíváme na komponenty kabelových systémů podrobněji.
Metalické kabely pro horizontální a vertikální rozvody
Kabel je tvořen 4mi páry krouceného drátu. Každý pár má barevné kódování definované doporučením TIA/EIA-586-A. Páry jsou odlišeny těmito barvami: modrá zelená oranžová hnědá V páru je vždy druhý drát bílý s doplňkovým potiskem odpovídající barvy. Důvodem barevného odlišení je usnadnění osazování zásuvek a panelů, neboť jejich konektory mají odpovídající barevné značení. Kroucení neboli twistování zajišťuje vyšší odolnost proti interferencím s okolními vlivy. Pokud dojde k jeho narušení např. nevhodným způsobem pokládání kabelu nebo jeho ukončení v panelu nebo zásuvce, může dojít ke zhoršení přenosových vlastností spoje. Nelze pak použít např. pro vyšší komunikační rychlosti (100 Mbit/s). Kabely se vyrábějí v několika provedeních, které se odlišují stíněním a impedancí. Ve světě, ale zejména v USA je nejpoužívanější verzí kabel typu UTP (Unshileded Twisted Pair). Jeho impedance je 100 ohm a nepoužívá žádné stínění.
Druhým nejpoužívanějším typem kabelu, který nalezl uplatnění zejména v Evropě, je kabel s nejednoznačným označováním. Různí výrobci pro něj mají různá označení, ale v principu jde o ten samý typ. Kabely označené jako FTP (Foiled Twisted Pair) nebo ScTP (Screened Twisted Pair) mají stejnou impedanci jako kabely UTP - 100 ohm, ale v porovnání s nimi mají navíc fólii, kterou jsou obaleny všechny kroucené vodiče. Fólie zajišťuje stínění. Mezi kroucenými vodiči se nachází neizolovaný drát, který usnadňuje uzemnění kabelu. Někteří výrobci kabelů používají pro výraz Screened Twisted Pair matoucí zkratku STP – viz. další odstavec.
Jsou používané i plně stíněné kabely. Dnes je již jejich použití omezeno na dožívající kabeláže pro Token Ring, ale zdá se, že plně stíněné kabely najdou v moderní úpravě nové využití. Plně stíněné kabely jsou označovány jako STP (Shielded Twisted Pair). Vyznačují se tím, že není stíněn pouze celek, ale stínění mají všechny dílčí kroucené páry kabelu. Klasické STP kabely mají impedanci 150 ohm a příkladem může být např. kabel IBM Type 1 zakončovaný populárním IBM Type 1 konektorem, známým i pod pojmem 'Hermaphrodit'. Protože je kabel s impedancí 150 ohm nepoužitelný pro dnes nejrozšířenější technologii – Ethernet, budou mít nové typy STP kabelů impedanci 100 ohm a budou používat speciální typy konektorů (např. GG45).
V textu byly uvedeny typy kabelů, podrobněji se významu kroucení párů a problematice stínění se bude věnovat samostatná kapitola |
|
Polemika k článku Strukturované kabeláže Náš redakční systém zatím neumožňuje přímé zadavání reakcí na zveřejněné články. Následující dopis a informace ale považujeme za důležité a proto jej uveřejňujeme jako samostatný článek (redakčně neupravováno): Ahoj, tak jsem si přečetl článek o kabelech na 'Svs' a jsem přesvědčen, že nemáš tak docela pravdu. Existují tyto typy UTP, FTP, STP, SSTP, SFTP, FFTP a FSTP, které se od sebe liší počtem opletů a fólií. Obecně se dá říci, že první písmeno S(F) značí typ stínění na plášti a druhé písmeno S(F) značí typ stínění na páru. Někdy je taktéž oddělováno pomlčkou. Navíc jsou na trhu hybridní stíněné kabely SFTP, FFTP s impedancí 120ohm použitelné pro všechny aplikace - zářný příklad je třeba Alcatelí GIGAMATCH. Co se normy týče, EIA/TIA 568A
nebo B (liší se pořadím páru Dále cituji: 'V páru je vždy druhý drát bílý s doplnkovým potiskem odpovídající barvy. Duvodem barevného odlišení je usnadnení osazování zásuvek a panelu, nebot jejich konektory mají odpovídající barevné znacení'. - No, barevné kódování je pozůstalost po telefonních rozvodech, které přece jenom byly první a vykazují jistou podobnost. Jedná se o možnost přehledného rozpárování a dříve, kdy kabely nebyly tak precizně kroucené se stávalo, že se páry 'rozutíkaly' při ostripování. Barevné kódování tedy hlavně pomáhalo dodržet paritu. No když už jsem tam byl, tak jsem se podíval i na úvod ke strukturovaným kabelážím dobrou děláš reklamu Koposu, ale ten se používal naposledy v roce 1997. My požíváme OBO Bettermann https://www.obo.cz Dále bych měl pak pár výhrad k popisu zásuvek, protože podle mne je naopak matoucí popis číslo místnosti a zásuvka, to jde když tam mám deset místností. Dělám-li celou AB kde je třeba dva tisíce míst tak bych vyskočil z kožky a předával bych tlustý fascikl převodních tabulek. Ideální je kombinace 01-01-01, kdy první dvojčíslí je příslušnost k racku, druhá k panelu v racku a třetí portu na panelu. Dále k MDF a IDF. Toto značení používalo kdysi AT&T. Řekl bych, že dnes je mnohem rozšířenější CD 01 (campus distributor), BD 01 (building distributor) a FD 01(floor distributor). Dále bych měl nějakou poznámku k rozpárování (IDC, 110 atd) Tyto systémy slouží spíše k ukončení tzv. riser kabelů, které přivádějí do rozvaděče určité množství třeba telefonních linek, kde je možnost rozpárování velmi žádaná a užitečná. IDC řešení je známé spíše pod KRONE. Možná, že by stálo za to zmínit počet 6m2 na 'work area' a požadavek na počet 3 p.m. v této zóně. Dále bych měl poznámku k tzv wire managementům či vodítkům propojek či držáků patch cordů. Norma jasně stanoví, že pro cat.5 je potřeba na jeden 48portový patch panel nahoře i dole po jednom vodítku. Možná bych ještě přidal něco o RMS (rack monitoring system), protože tvá formulace se mi příliš nelíbí (Jedním z nejneobvyklejších je hlídací systém, vybavený sirénou, majákem a pagerem schopným ztropit poplach v prípade, že neoprávnená osoba otevre skrín). Tato jednotka má za úkol monitorovat rack. Jedná se o řídící jednotku vybavenou SNMP/10BaseT kartou, která je připojená do sítě a do SNMP managementu a má možnost připojení asi deseti digitálních čidel a jejich následné programování. Jaká čidla tam připojím taková tam budu mít. Hlavně se jedná o hlídání teploty, vlhkosti, popřípadě požáru. Samozřelmě, existují i kódové zámky, které se k této jednotce dají připojit. Jednotka je vybavena dvěma sériovými porty na které je možno 'pověsit' další zařízení jako třeba UPS a mít možnost dálkové správy těchto zařízení i když třeba SNMP nepodporují Tak to je snad vše máš tam mojí hezkou fotku rozvaděče na 'Bani' zatím Radovan Labsky, CSDM Infinity, a.s pobočka Praha |
|
Optický kabel pro páteřní (vertikální) rozvody
I když jsou dnes optické kabely v omezené míře používané i pro horizontální rozvody (připojování koncových uzlů), jejich význam je stále ještě převážně v páteřních propojeních.
Optické kabely jsou principálně dvou typů – jednovidové single mode) a vícevidové multimode). Na tomto místě nebudeme rozebírat technologické rozdíly, spokojíme se s uvedením rozdílů funkčních. Ten sice je i v propustnosti systému, ale my se zde zaměříme na porovnání maximální vzdálenosti uzlů a výsledné ceny řešení. Pro porovnání je v tabulce srovnání i s metalickým kabelem.
dosah technologie cena řešení
UTP/STP 100 m nízká
multimode do 2 km nižší
singlemode
min.
Ze srovnání vychází, proč je dnes v LAN
sítích nejrozšířenějším optickým kabelem multimodový
kabel 62,5/128 (základní průměry vlákna). Rozhodující je cena a
skutečnost, že maximální vzdálenost v lokálních sítích málokdy
přesáhne
Jenom pro stručné vysvětlení se podívejme na základní rozdíl mezi multimodovým a singlemodovým vláknem. Vlákno má dva základní parametry, dané číslem uváděným u popisu typu kabelu. U multimodového je to buď 62,5/125 nebo 50/125 (i když ten se v nových instalacích dnes již prakticky nepoužívá), u singlemodového je to 9/125. Jde o to, že vlákno je vlastně tvořeno dvěma typy materiálu, jejichž přechod působí odraz paprsku, jenž se vláknem přenáší. První číslo je tedy průměr jádra, ve kterém je paprsek přenášen a druhé číslo je průměr obalu, který zajišťuje přechodový efekt působící odraz a zároveň i určitou část mechanické stability vlákna. V multimodovém kabelu je možné přenášet poměrně velké množství modů paprsků (tzv. vidy). Tento typ je ovšem náchylnější na disperzi (tj. deformaci) signálu a tím omezuje jak maximální délku, tak i přenosovou kapacitu.
Siglemodové vlákno přenáší pouze jeden mod (vid), jehož disperze je minimální – z toho vyplývá použitelnost na podstatně větší vzdálenosti a vyšší frekvence signálu (a tím i přenosová kapacita).
Šíření paprsků v multimodovém kabelu:
Šíření paprsků v singlemodovém kabelu:
Optické kabely jsou stejně jako metalické kabely ukončovány na panelech a v zásuvkách. Pro spojení mezi panely (zásuvkami) a aktivními prvky (uzly) se stejně jako v případě metalických rozvodů používají propojovací kabely (patch cable/patch cord). Pro ukončení vlákna je používána poměrně široká škála konektorů – např. ST, SC, MTRJ, )
Útlum v optických kabelech lze bez měření odhadnout podle následujících údajů: (informace je samozřejmě pouze orientační a nelze se na ni úplně spolehnout; její význam je v tom aby si člověk uvědomil, že na celkový útlum má podstatně větší vliv počet spojů na trase než délka kabelu)
cca 1 až 2 dB na
0,5 až 2 dB na spoj
Příklady útlumů:
100Base-FX - 62,5/125
- 11 dB
10Base-FL
- 13.0 dB or less for a 50/125
- 16.0 dB or less for a 62.5/125
- 19.0 dB or less for a 100/140
Více informací o problematice optických kabelů lze najít na adrese https://www.fiberoptic.com/Pubs/handbk_reg.cfm
Exotické optické konektory Vedle již delší dobu používaných optických konektorů ST a SC se s rozvojem technologií 'Fiber to the desk' objevila poměrně široká škála optických konektorů, snažících se zminiaturizovat velikost a zjednodušit zapojování. Problém je trochu v tom, že velcí výrobci optických komponent se nebyli schopni včas domluvit a tak se může vyskytnou problém s kompatibilitou prvku a použitého patchcordu. MT-RJ – výrobcem je seskupení kolem HP a AMP; používáno např. u prvků Nortel Networks.
VF-45 (Volition) – výrobce 3M
LC – výrobce Lucent
MRV(Fiber Jack) – výrobce Panduit (pod názvem OptiJack)
|
|
Propojovací panely a zásuvky
Propojovací panel
Propojovací panely (patch panely) jsou v podstatě propojovací pole s centrálním ukočením horizontálních rozvodů. Používají se v místě rozvaděče (wiring closet nebo telecommunication closet). Panely bývají připevněny na zeď nebo jsou umístěny v 19' rozvaděčových skříních nebo rámech. Mají příslušné množství portů, z nichž každý má dvě části – jednu pro ukončení kabelu horizontálního rozvodu a druhou pro připojení k zařízení. Část pro připojení k horizontálním rozvodům je řešena zářezovým konektorem většinou vybaveným barevným kódem odpovídajícím barevnému kódu kabelu.
Část portu sloužící pro připojování k zařízení (většinou aktivní prvky) má konektor RJ45. Panely používané zejména pro připojení telefonních ústředen používají i speciální konektory, které umožňují zapojovat jednotlivé páry kabelu odděleně (panel typ 110 nebo IDC).
Panely jsou dostupné v provedení nestíněném i stíněném. Je-li panel ve stíněném provedení, je stínění propojeno s kostrou rozvaděče a ten je uzemněn.
Zásuvka
Lokalita v níž je zásuvka umístěna se nazývá pracovní oblast (working area). Zásuvka je umístěna na zdi, ve zdi, v zásuvkové krabici zapuštěné v podlaze (mina) nebo ve žlabu poblíž předpokládaného pracoviště. Každé pracoviště by mělo mít minimálně dvě připojovací místa – tedy dvě zásuvky jednoduché nebo jednu dvojitou. Jedno z míst se pak většinou používá pro data, druhé pro telefon. Je-li zásuvka dvojitá, bývá většinou označena jedním číslem a rozlišení konektorů se provádí písmeny A a B.
Připojovací body jsou přístupné na vnější části zásuvky prostřednictvím konektorů RJ45. Na některých typek zásuvek jsou tyto konektory opatřené krytkou, která konektor při jeho nevyužití zakryje. Chrání tak konektor před prachem a hlavně před malíři.
Kabel horizontálních rozvodů se připojuje na zářezové konektory skryté uživateli pod pláštěm zásuvky. I zde je barevné kódování usnadňující osazení kabelu. V minulosti byly vedle zářezových konektorů používány šroubovací konektory, ale příliš se neosvědčily a bylo od nich upuštěno. Je-li zásuvka připevněna na povrch, provádí se to buď přišroubováním nebo přilepením (existují zásuvky s lepící plochou na spodní straně).
Protože má kabel horizontálních rozvodů 4 páry kroucených vodičů, které většina aplikací nevyužije, je v určitých případech možné prostřednictvím jednoho kabelu propojit více zařízení. V tom případě se rozebrání příslušných párů pro jednotlivé spoje provádí speciálním pasivním prvkem.
Zásuvky jsou v provedení stíněném a nestíněném.
Propojovací kabely a rozvaděčové skříňě Propojovací kabely Propojovací kabely se používají jak v místě rozváděcích panelů, tak v pracovní oblasti. Standardní propojovací kabely jsou na obou koncích osazené konektory RJ-45. Pro spojování koncových stanic s aktivními prvky se používají kabely průchozí, zapojené 1:1. Pokud jsou použity speciální panely (Lucent 110, Alcatel IDC), propojovací kabely jsou voleny podle účelu propojení. Jde-li o spojení dvou panelů stejného typu, oba konce mají speciální konektor pro příslušný počet párů. Jde-li o propojení speciálního panelu s aktivním prvkem, jeden konec má ukončení RJ45 a druhý má speciální konektor. Pro vzájemné propojování dvou koncových uzlů (a občas i dvou aktivních prvků stejného logického typu - DCE) je potřeba použít kabel křížený. 19' skříň (RACK Standardizovaná
skříň určená pro montáž komunikačních
rozvaděčů a aktivních prvků má definovaných několik
základních rozměrů, které umožňují montážní kompatibilitu
s poměrně širokou škálou produktů. Základním
rozměrem je rozteč montážních rámů o velikosti 19'.
Druhým základním rozměrem je rozteč mezi otvory pro matice
umístěných na montážních rámech (viz. detail v dalším textu). Výška
rozvaděčové skříně je
uváděna v jednotkách U. Jednotka U odpovídá zhruba 19' rozvaděče jsou vyráběny v mnoha provedeních. Např. jako: jednoduchý nebo dvojitý stojan bez opláštění, vhodný do uzamčených místností, učeben, laboratoří a k demostračním účelům; uzavřená skříň postavená na zem (buď s pojízdnými kolečky nebo bez nich); uzavřená skříň pro zavěšení na zeď (jednoduchá nebo s výklopnou částí pro snadnější přístup k zadní části panelů).
V jednotlivých provedeních jsou další odlišnosti, např. v: vnějších půdorysných rozměrech rozvaděče – např. 600 x 600, 800 x 800, 600 x 800…; výšce; typu materiálu použitého na dveře – sklo nebo plech.
Vodící lišty většiny výrobců používají stejný typ matek (viz. obr.), lišící se velikostí závitu – většinou jde o M6. Tyto matky jsou umístěny ve speciální kleci, která umožňuje jejich přichycení do vodící lišty (viz. detail) - rozteč mezi otvory pro přichycení matky je standardizovaná. Výjimkou jsou některé rozvaděče společnosti Knűrr (https://www.knurr.com), které používají speciální typ matek. Využití 19' rozvaděčů není již nějakou dobu omezeno pouze na umístění komponent strukturovaných kabeláží, aktivních prvků a pobočkových ústředen, ale rozvaděče jsou používány i pro umístění serverů a diskových polí (např. Compaq ProLiant).
|
|
Principy a postup návrhu kabelového rozvodu Při vytváření návrhu kabelového systému je potřeba dodržet několik základních výchozích předpokladů. Jsou jimi: dodržení maximální délky kabelu mezi panelem a zásuvkou do 90ti metrů; zajištění co nejméně rušeného prostředí pro vedení kabelů (např. vyhnutím se souběhu s napájecími rozvody, zejména jsou-li použity pro zářivková svítidla); co nejpřesnější odhad množství přípojných míst – raději předimenzovaný, každá dodělávka je dražší než prvotní instalace. Postup vytváření návrhu strukturované kabeláže má několik konkrétních kroků: nejdůležitější je uvědomit si co od strukturované kabeláže očekáváme, co na ní bude provozováno a jaký se dá předpokládat vývoj v nasazování nových technologií; z předchozího bodu nám vyjde jakou technologii, kterou budou rozvody realizovány, je potřeba zvolit; dál je potřeba vytvořit si plánek patra s vyznačením přípojných míst. Na základě plánku je potřeba vytipovat vhodné místnosti pro rozvaděč (-e); to se provádí na základě: kritérií doporučení místnosti; topologického hlediska. V závislosti na tom, kudy budou kabely vedeny, je nutné zvolit vhodnou technologii jejich vedení. Na základě výše uvedených kroků vznikl hrubý rozpočet kabeláže, plánek rozmístění komponent a vedení kabelů, plus představa postupu realizace kabeláže s harmonogramem. Je možné přistoupit k realizaci rozvodů. Co od kabeláže očekáváme Strukturovaná kabeláž řeší insfrastrukturu pro mnoho typo vě odlišných způsobů komunikace. Jejím prostřednictvím mohou být realizovány datové přenosy v poměrně široké škále technologií (Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, ATM, ISDN, ), telekomunikační přenosy (připojení telefonů a faxů), ale i speciální přenosy jako např. videosignál z klasických kamer. Každá ze jmenovaných (i nejmenovaných) technologií má určité nároky na parametry kabeláže. Protože je budování strukturované kabeláže poměrně náročný proces, který může v extrémním případě dokonce ovlivnit statiku budovy, je vhodné věnovat výběru komponent pozornost a zvolit takový systém, který bude sloužit mnoho dalších let. Z tohoto důvodu je vhodné volit sice dražší, ale certifikované kabelové systémy renomovaných výrobců, které mají fyzickou i systémovou záruku. Síť nemůže být spolehlivější než její součásti. Proto je její spolehlivost ovlivněna i kvalitou kabelového systému a ten by měl být vybudován z co nejlepších komponent. Technologie kabeláže Na trhu existuje poměrně široká škála výrobců komponent i kabelážních systémů. Rozdíl je v tom, že zatímco např. Alcatel, AMP nebo Lucent se zabývají návrhem a výrobou všech potřebných komponent a poté poskytují jako jeden výrobce systémovou záruku na kabeláž jako na celek, někteří jiní výrobci, např. Belden nebo Panduit, se zabývají výrobou pouze určitých částí (v prvním případě kabely, ve druhém případě propojovací panely a zásuvky) a ostatní části doporučují. V tom případě je jejich systémová záruka na celek skládající se z komponent minimálně dvou výrobců diskutabilní. Kvalitou komponent jsou dány jejich
vlastnosti umožňující přenos dat určitou frekvencí. Podle
několika základních parametrů se kabelové komponenty zařazují
do tzv. kategorií. Dnes je nejrozšířenější standard Cat 5. Sítě splňující jeho parametry mohou být
použity pro přenos signálu poměrně široké škály technologií,
počínaje telefony, přes 10Base-T až k vysokorychlostním
technologiím Fast Ethernet
(100Base-TX), CDDI a ATM OC-3. Standard Cat 4 byl
v podstatě přeskočen, neboť kvalitativně
tvořil mezistupeň mezi Cat Společně s poklesem cen komponent a technologií se objevují kabelová řešení určená pro lokální sítě, která jsou založená na optických kabelech. Většinou jsou nazývána jako „Fiber to Desk“. Protože jsou však optické technologie stále ještě dražší než metalické kabely a hlavně jsou dražší i ostatní komponenty (aktivní prvky, adaptéry), není jejich rozšíření nijak zásadní. Jak je uvedeno na konci kapitoly věnované topologickému výběru místa pro rozvaděč, páteřní spoje je vhodnější i v rámci jedné budovy realizovat pomocí optických kabelů. Technologie kabeláže tedy znamená kromě výběru požadovaných parametrů a provedení (stíněné/nestíněné) i volbu systému (jeden výrobce/kombinace min. dvou výrobců). Systémy, u nichž je technologická záruka, jsou logicky dražší než kabeláž, postavená na produktech malých výrobců s omezeným portfoliem produktů. I zde platí, že se částečně platí za značku. Zrovna tak jsou dražší kabeláže stíněné než nestíněné. Jaký je přínos stínění si uvedeme v další části. |
|
Plánek patra a kritéria pro výběr místnosti rozvaděče Plánek patra Plánek patra stačí schematický. Měl by odpovídat základním rozměrům aby z něho bylo možné provést odhady vzdáleností a hrubý odhad množství kabelů. Na obrázku je vidět zakreslení přípojných míst (písmenko x).
Kritéria pro výběr místnosti rozvaděče Místnost, v níž je rozvaděč umístěn, musí splňovat několik základních podmínek: dostupnost dostatečně dimenzovaného napájení (pro centrální rozvaděč nejlépe s minimálně dvěma nezávislými okruhy, pokud možno použitými výhradně pro účely datových komunikací); uzemnění rozvaděčů (zejména v případě STP/FTP kabeláže); dostatečný prostor pro umístění rozvaděčů; dostatečná nosnost podlahy; podlaha by navíc měla zabraňovat vytváření statické elektřiny; snadný přístup (možnost vytvoření) ke stoupačkám pro vertikální a horizontální rozvody; ventilace, příp. klimatizace zajišťující vhodné provozní podmínky (teplota kolem 21o C, vlhkost vzduchu cca 30 – 50 %); zabezpečení před přístupem neoprávněných osob; vhodné jsou dveře s protipožární úpravou otevírané směrem ven z místnosti; osvětlení místnosti, příp. zabezpečení nouzového osvětlení (např. ve sklepních místnostech, apod.); umístění telefonu (dostupnost signálu pro mobilní telefon) – zejména v MDF; instalace požárních hlásičů; Občas se stává, že, přes výše uvedená doporučení na výběr místnosti pro rozvaděč, padne rozhodnutí umístit IDF do kanceláře. Je potřeba upozornit na to, že dochází k následným stížnostem uživatelů kanceláře na hluk generovaný větráky aktivních prvků. Topologické hledisko výběru místa rozvaděče Doporučení pro počet
rozvaděčů a velikost rozvaděče podle obsluhované
plochy na základě TIA/EIA-586-A je to, že každé patro by mělo mít
minimálně jeden vlastní rozvaděč pro každých Pro Ethernet
platí, že součet kabelů mezi aktivním prvkem a připojeným
zařízením nesmí být delší než
Na obrázku je zakreslení kružnice se středem v pomocné místnosti – střed kružnice je označen modrým bodem. Splňuje-li tyto podmínky několik místností, které jsou navíc vhodné i z hlediska vhodnosti pro funkci místnosti rozvaděče, ovlivňují finální rozhodnutí zejména tyto vlivy: celková délka kabelů – z topologického hlediska lze vybrat optimální umístění, které minimalizuje množství natahaných kabelů a tím cenu instalace; proveditelnost – z hlediska proveditelnosti kabeláže jsou poměrně problematické součásti budovy, které mohou instalaci buď znemožnit nebo prodražit, jsou to např.: o výtahové šachty; o schodiště s prosklenou stěnou; o památkově chráněné interiéry; o atypické interiéry s obtížnou rozebiratelností; o interiéry se speciální povrchovou úpravou (např. vykachlíkované místnosti); o vedení napájecích rozvodů, zejména pro zářivkové osvětlení; o bleskosvod na vnější zdi budovy(!). Pokud dojde k situaci, kdy je
potřeba v budově (na patře) použít více než jeden
rozvaděč, je nutné vytvořit páteřní propojení (mezi MDF
a IDF). V tom případě je potřeba prověřit si
záležitosti uzemnění elektrických rozvodů. Norma TIA/EIA-586-A
totiž připouští budování páteřních rozvodů pomocí metalických
i optických kabelů. Jakmile dojde k překročení
vzdálenosti |
|
Způsoby vedení kabelů a realizace kabelového systému
Jak již bylo uvedeno v úvodu, kabely jsou nataženy mezi rozváděcím panelem a zásuvkou v pracovním místě. Způsob vedení je závislý především na tom v jakém období 'života' budovy se k budování kabeláže přistoupí. Ideální je realizace kabeláže v rámci výstavby nebo rekonstrukce. V tom případě mohou být kabely uschovány v trubkách nebo žlabech ukrytých ve zdech nebo podlahách.
Při realizaci kabelových rozvodů v již hotové budově je situace kompikovanější. Umožňuje-li to interiér, lze kabely vést mezi podhledy a stropem. Ve vyrobních prostorách je možné pro vedení kabelů použít kabelové můstky. V mnoha případech je však nevyhnutelné pro kabelové trasy použít lišty, žlaby a kabelové kanály. V technologických částech postačují relativně levné jednoduché plastové žlaby. V interiérech, zejména v těch luxusněji vybavených, se však používají ozdobné parapetní kanály.
Rozdíl mezi žlaby a kanály je v tom, že kanály umožňují instalaci zásuvek a díky možnosti instalace přepážek i souběh datových kabelů a napájecích kabelů v jednom kanálu. Toto řešení je použitelné samozřejmě pouze za určitých předpokladů (vhodný typ silového kabelu, stínění datových kabelů, typ a struktura přepážek).
Kabeláž realizovanou pomocí parapetních kanálů si lze představit na základě následujícího obrázku.
Realizace kabelového systému
Realizace budování kabelových rozvodů má několik logických součástí. Prvním krokem je vybudování kabelových tras jimiž budou vedeny horizontální i vertikální rozvody. Následuje natažení kabelů mezi příslušnými rozvaděči a z nich připojenými zásuvkami. Při natahování kabelů je potřeba dodržet některé zásady aby nedošlo k jejich poškození a tím zhoršení kvality výsledného systému. Krokem následujícím po dotažení všech segmentů (alespoň v rámci příslušného rozvaděče), je ukončení segmentů horizontálních rozvodů v propojvacích panelech a zásuvkách. Procesem prováděným v rámci ukončování kabelů v panelech a zásuvkách je jejich označování. Označování souvisí i s dokumentací rozvodů. Na závěr se provádí proměření všech jednotlivých segmentů kabeláže.
Doporučení pro instalaci UTP kabelů
Přestože je instalaci kabelů a zejména pak osazování konektorů v zásuvkách a panelech lepší svěřit specializované firmě, která má zapracované techniky, stává se, že některé (zejména výrobní) firmy se rozhodnou pro alespoň částečnou instalaci svépomocí (údržbářská četa). Uvádíme zde některá doporučení, která by měla poukázat na možná úskalí a chyby.
nikdy nelámat kabel např. v rohu – ohyb musí mít rádius min. 6 x průměr;
neohýbat kabel o více než 90o;
zatahování kabelů silou
větší než cca
nedělat smyčkyů;
při stahování kabelů páskami do svazku, příliš nestahovat pásky;
kabel nevypínat, ale raději ponechat volný;
při konektorování
kategorie 5 nemít odizolovanou delší část než
V procesu natahování kabelů vytahovat kabely z krabice až při jejich samotném zatahování. Důvodem je to, že kabely jsou v krabici umístěny tak, aby byla při vytahování zajištěno plynulé odvíjení bez vzniku smyček.
Krabice (tj. konce kabelů) a začátky kabelů je nutné označit tak, aby při konektorování bylo jednoznačně vidět, které kabel je který. Při odstřihávání segmentu kabelu od krabice je potřeba nezapomenout na označení segmentu.
Označování kabelových rozvodů a dokumentace
Po natažení kabelů a okonektorování zásuvek a panelů je nutné provést dokumentaci, popsání panelů a zásuvek a zpracování dokumentace. Popisky by měly být nezávislé na aktuálním zapojení techniky a měly by být provedeny kombinací číslic a písmen, popisujících např. číslo patra, číslo místnosti a pořadí zásuvky v ní. Pokud jde o zásuvky s více porty, pak musí být rozlišeny i jednotlivé porty (např. A, B).
Např. z označení typu 7/31/1A lze snadno vyčíst, že jde o levý port 1. zásuvky místnosti č. 31 v 7. patře.
Součástí dokumentace by kromě výkresů měly být i popisy zapojení panelů, tabulky pro snadné vyhledání relace zásuvka – rozvaděč – panel a výsledky měření. To se totiž provádí nejen pro zjištění aktuálního stavu kabeláže a prokázání kvality při předávání, ale i jako referenční hodnota pro měření budoucí. Z tohoto důvodu je vhodné aby výsledky měření byly uchovávány v elektronické formě na spolehlivém médiu.
Měření kabeláže
Měření kabeláže se provádí specializovaným zařízením, které je schopno měřit poměrně značné množství parametrů z nichž je zřejmá kvalita systému. Výrobců měřících zařízení je poměrně široká škála. Jsou to např. Microtest, Fluke (https://www.fluke.com), Wandell&Glottermann… I v tuzemsku je vyrobce poměrně zajímavých měřáků. Jejich název je Scanium (https://www.scanium.cz) a jsou schopné měřit koaxiální, UTP i optické kabely.
Měřáky ukazují parametry kabeláže okamžitě po dokončení parciálního proměření a zároveň si tyto parametry ukládají do paměti. Protože mají nastaveny mezní úrovně jednotlivých parametrů, jsou schopné okamžitě informovat o tom, zda je segment vpořádku nebo neodpovídá požadavkům. Z paměti lze výsledky většinou vytisknout přímo na tiskárnu nebo přenést do počítače a tam je dále zpracovávat. Prvotní měření slouží kromě prokázání vlastností i jako výchozí údaje pro porovnávání změn paramterů v čase (jednou za čas je vhodné provést kontrolní měření).
V rámci měření se neměří pouze kabel, ale systém od panelu k zásuvce (to platí pro optiku i metaliku). K připojování zařízení se používají prověřené připojovací kabely s tak kvalitními parametry aby neovlinily výsledek měření. V případě optických i metalických kabelů je možné provést zjednodušené měření, při kterém je použit pouze měřák (v případě optiky reflektometr). Při dokonalejším měření metaliky a optických kabelech se na druhý konec linky připojuje speciální zařízení, nazývané injektor. Jeho účelem je generování signálů pro změření útlumu, přeslechu, kabelové mapy
Parametry, které jsou měřeny na kabelovém systému (samozřejmě s ohledem na typ kabelu):
délka kabelu;
kvalita spojení;
správné zapojení párů – tj. zda zapojení jednotlivých pinů na obou koncích odpovídá;
útlum signálu;
přeslechy – NEXT;
detekce tzv. split pair, neboli rozdělených párů (např. přehození bílo modré za bílo zelenou na obou koncích) – mohou být příčinou NEXTu;
testy šumu.
Vysvětlení některých pojmů:
Útlum (attenuation) je ztráta síly signálu způsobená např. překročením maximální doporučené délky. Útlum může být ovlivněn kvalitou materiálu a podmínkami instalace kabelu. Určitý útlum je však nevyhnutelný neboť je způsoben odporem materiálu. Útlum se vyskytuje jak u metalických, tak i u optických kabelů; tam může být minimalizován vlnovou délkou a barvou světla a stejně jako u metaliky materiálem (dnes se používají kromě skleněných i plastová vlákna). Útlum je vlastností i bezdrátových (mikrovlnných) přenosů. Zde je závislý na atmosférických podmínkách. Řešením útlumu je kromě výběru materiálu použití opakovačů (pro metaliku, optiku i bezdrátové spojení).
Odraz (reflection) vzniká když elektrický, optický nebo bezdrátový signál narazí na nějaké porušení kontinuity. Tím může být např. ukončení kabelu konektorem, vada materiálu, apod. Odraz se vyskytuje i u bezdrátových spojení když signál narazí na jinou vrstvu atmosféry. Při přechodu do jiného prostředí dochází k odrazu části energie. Pokud je množství energie dostatečně vysoké, může dojít ke zmatení dvoúrovňového systému komunikací. Při pečlivém výběru komponent s odpovídající impedancí by odraz neměl být problémem. Jako příklad si uveďme alespoň jeden zářný příklad poruchy sítě odrazem – jde o chybějící terminátor na konci koaxiálního kabelu.
Šum (noise) je energie (elektrická, optická nebo elektromagnetická), která se nechtěně nabalila na originální signál. Žádný signál není bez šumu, jde pouze o to udržet přijatelnou úroveň poměru signálu vůči šumu. Příliš vysoká úroveň šumu může změnit úroveň signálu a tím i její interpretaci, což poruší přenášenou informaci. Zdrojů šumu je poměrně vysoké množství, pokusíme si některé z nich popsat.
1. Pokud je původcem elektrického šumu signál na jiných drátech v rámci jednoho kabelu, pak je tento šum nazýván přeslech (Crosstalk). Pokud jsou dva dráty blízko sebe a nejsou zkrouceny do sebe (twistovány), energie jimi protékající se vzájemně indukuje do druhého. To může způsobit šum patrný na obou koncích kabelu. Tento typ šumu se nazývá near-end crosstalk – NEXT. Může být ovlivněn ukončením kabelu (špatná kvalita osazení konektoru nebo split pair) a porušením twistování kabelu (způsobeným např. velkou silou při zatahování, ostrým ohybem apod.).
2. Šum způsobený střídavým napětím a problémy s uzemněním je poměrně složitým problémem počítačových sítí. Jeho vliv je ovlivňován kvalitou uzemnění. Referenční signálová zem je totiž na šasi počítače propojena se zemí napájení. Zemnící vodič napájení se chová (v souladu s ostatními dráty) jako anténa a čím je delší, tím větší je interference s okolními vlivy.
EMI/RFI – (EMI – electromagnetic interference; RFI – radio frequency interference) jsou šumy v signálu způsobené externími vlivy jako jsou blesky, elektromotory nebo rádiové systémy. Každý drát v kabelu se totiž chová jako anténa a kromě absorbce elektrických signálů od okolních drátů v kabelu (crosstalk), absorbuje i signály z vnějších zdrojů. Cest jak minimalizovat vliv EMI/RFI je několik. Tou nejlevnější je vybrat kvalitní kabely a dodržet doporučené vzdálenosti a postupy instalace. Dále jsou implementovány technologie pro předcházení (zabránění) vlivu EMI/RFI. Jsou nazývané shielding (stínění) a cancelation (potlačení). Obě jsou diskutovány v sekci věnované rozdílům mezi stíněnými a nestíněnými kabely.
Standardy pro kabelové systémy
Před tím než se podíváme na standardy, podívejme se na principy na jejichž základě fungují kroucené páry (twisted pairs).
Stínění je buď opletení kabelu kovými drátky nebo jeho zabalení do kovové fólie (kromě toho, že je kabel stíněn jako celek, může dojít i ke stínění jednotlivých párů). Stínění tvoří bariéru pro signály jež by mohly tvořit interferenci s datovým signálem. Zvětšováním průměru vodičů, což je také jedna z cest jak zlepšit parametry kabelu, se zvětšuje průměr kabelu, tím i množství materiálu na stínění a výsledkem je samozřejmě vyšší cena. Aby mělo stínění význam, musí být na jednom konci (pouze na jednom) uzemněno!
Potlačení (Cancelation) je metoda založená na tom, že při toku elektronů vodičem se okolo vodiče vytváří magnetické pole. Jsou-li dva vodiče, které jsou součástí stejného elektrického okruhu, dostatečně blízko od sebe, jejich magnetická pole působí proti sobě - tím se vzájemně potlačí. Kroucení párů (twistování) efekt potlačení zlepšuje. Použitím kroucení párů se zajišťuje jejich 'samostínění“ v rámci kabelu.
Výhody stíněných kabelů před nestíněnými
Na základě výše uvedených údajů se zdá, že stínění twistovaných vodičů je jakási pojistka navíc. Situace je trochu komplikovanější a u vysokých přenosových rychlostí je stínění nezbytné nejenom s ohledem na rušení signálů v kabelu z venku, ale i v ohledu na vyzařování energie z kabelu do okolí. Čím vyšší je frekvence přenášení signálů, tím vyšší je vyzařování energie z kabelu do okolí.
Kromě toho dosud nebyly k dispozici metody pro měření hodnoty EMC performance. Nová metoda, vyvíjená evropskou certifikační institucí Celenec ve spolupráci s Alacatelem prokazuje značné rozdíly mezi nestíněnými a stíněnými systémy ve prospěch těch stíněných.
Standardy, které ovlivňují kabelové systémy
Z předchozích informací snad vyplynulo, že strukturované kabeláže nejsou úplně triviální záležitostí. Shrňme si oblasti, které jejich návrh, budování a provoz ovlivňují:
Standardy pro návrh (design standards), např.:
ISO/IEC 11801 - mezinárodní standard
vhodný pro návrhy sítí s rozsahem
EN 50173 - evropská obdoba standardu ISO/IEC 11801;
TIA/EIA-568-A - rozsahem obdoba předchozích dvou standardů; zaměření na kancelářské systémy;
PN-4292 (TSB 95) - doplňkové specifikace pro Cat 5; zabývá se především způsoby měření;
SP-4195 (TIA/EIA-568-A-5) - doplňkové specifikace pro Cat 5e; zabývá se především způsoby měření.
Standardy pro parametry komponent, např.:
TIA PN 3193 - technická specifikace pro stíněné twisted pair kabely s impedancí 100 ohm;
prEN 50288 - specifikace kabelů používaných pro analogové i digitální přenosy; stíněné/nestíněné, horizntální/páteřní/propojovací;
prEN 50289 - specifikuje testovací metody komunikačních kabelů.
Standardy pro instalaci, testování a administraci:
prEN 50174 - plánování a instalace kabeláží;
CD IEC 61935-1 - obecná specifikace testování elementů kabeláží;
ISO/IEC 14763-1 - implementace a provozování kabelových systémů;
EIA/TIA-569 - standard pro telekomunikace v komerčních budovách;
TIA/EIA 606 - standard pro administraci telekomunikační infrastruktury v komerčních budovách.
EMC/EMI specifikace, např.:
EN 55022 - limity a metody měření charakteristik rádiových interferencí na zařízeních pro informační technologie;
EN 50082-1 - imunita zařízení proti EMC/EMI v domácnostech, kancelářích a lehkém průmyslu.
Protipožární standardy:
IEC 332-1 - metodika testování izolovanýcyh elektrických kabelů v ohni;
IEC 1034-2 - testovací procedury hustoty kouře za specifických podmínek hoření elektrických kabelů;
IEC 754-2 - testovací metodika plynů vyvíjených při hoření kabelů.
Standardy lokálních počítačových sítí:
IEEE 802.3 - Ethernet – CSMA/CD;
IEEE 802.5 - Token Ring;
ISO/IEC 14709-1 - ISDN BRI;
DIS 14709-2 - ISDN PŘI.
Popisy standardů v poměrně snadno stravitelné formě lze najít na Internetu např. na stránkách společností Siemon (https://www.siemon.com/standards/homepage.html).
Přehled použití pinů konektoru RJ45
Na
obrázku je vidět zapojení datového portu podle specifikace 568-B.
Specifikace 568-A se liší v tom, že má zaměněnou zelenou barvu s
oranžovou. Základní informací je tedy to, že na konektoru nejsou jednotlivé
páry zapojeny postupně, ale stylem 1-2, 3-6, 4-
Tabulka některých technologií, které používají strukturované kabeláže.
aplikace |
piny |
piny |
piny |
piny |
ISDN |
napájení |
TX |
RX |
napájení |
*Bi = obousměrný (bi-directional) TX =
vysílání (Transmit) RX
= přijímání (Receive) |
Pro propojení dvou zařízení stejného typu (DCE-DCE nebo DTE-DTE), musíme zajistit spojení signálu, vysílaného jedním zařízením, s přijímacím členem zařízení druhého. To znamená, že např. pro dnes nejrozšířenější technologii – Ethernet (standardní i Fast), musíme vyrobit křížený kabel, který má propojené piny podle následujícího schematu :
Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare |
Vizualizari: 2951
Importanta:
Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved